Теплообменники Alfa Laval для сахарной промышленности

Шесть ширококанальных пластинчатых теплообменников Alfa Laval для подогрева сырого сока
Шесть ширококанальных пластинчатых теплообменников Alfa Laval для подогрева сырого сока

Процесс переработки сахарной свеклы, в основном, тепловой процесс. Это значит, что общая экономичность сахарного завода напрямую зависит от количества потребляемой энергии. Для устойчивой работы в период кампании предприятию крайне важно иметь надежное и эффективное оборудование, позволяющее обрабатывать среды, участвующие в процессе.Пластинчатый теплообменник уникален по сравнению с другими типами теплообменного оборудования тем, что позволяет существенно снизить энергопотребление, работает без проблем, имеет гибкую конфигурацию, т.е. допускает перенастройку технологический режим и обладает максимальной компактностью. Правильно подобранный теплообменник использует вторичный пар, конденсат или иной теплоноситель с максимальным коэффициентом теплопередачи при оптимальном использовании тепла. Alfa Laval предлагает исчерпывающую номенклатуру пластинчатых теплообменников и выпарных аппаратов, разработанных для применения на всех стадиях переработки свеклы — от подогрева сырого сока, содержащего волокна и частицы, — до подогрева сиропов во время кристаллизации. Две из указанных конструкций — это теплообменник с широкими каналами, разработанный для подогрева неочищенного сока и пластинчатый выпарной аппарат с восходящей пленкой, который применим как в качестве полного эффекта, так и в качестве усилителя мощности существующих выпарных аппаратов.

Теплообменники Alfa Laval в производстве свекловичного сахара

  • Экстракция и очистка сока
    Пластинчатый выпарной теплообменник Alfa Laval - AlfaVap
    Пластинчатый выпарной теплообменник Alfa Laval — AlfaVap

    Неочищенный сок содержит частицы и волокна, которые способны засорить оборудование, специально не предназначенное для тяжелых условий работы на стадиях экстракции и очистки сока. Как только производители сахара столкнулись с необходимостью повысить экономичность и улучшить технологию, все больше и больше специалистов стали отказываться от кожухотрубных теплообменников в пользу пластинчатых. Ширококанальный теплообменник Alfa Laval идеально приспособлен для работы с высоким коэффициентом теплопередачи и минимальными перерывами для удаления застрявших частиц и отложений на стадии очистки сока. На этой стадии односторонний или двусторонний ширококанальный теплообменник выполняет такие функции как подогрев прессовой воды, циркуляционного и сырого соков, преддефекованного и дефекованного соков, а также сока на стадиях первой и второй сатурации. Большая ширина каналов позволяет также использовать этот тип теплообменника в качестве конденсатора и оптимизировать общую экономичность завода путем утилизации низкопотенциального пара вакуум-аппаратов с параметрами 60°С при 0.2бар. Каналы ширококанального теплообменника специально разработаны для обеспечения высокой турбулентности потока продукта, благодаря чему коэффициент теплопередачи в ширококанальном теплообменнике, примерно, в три раза выше, чем в кожухотрубном. Поверхности пластин с обеих сторон полностью доступны для осмотра по всей длине рамы. Малый внутренний объем существенно упрощает операцию очистки теплообменной поверхности без разборки аппарата.

  • Подогрев очищенного сока
    Пять пластинчатых выпарных теплообменников Alfa Laval AlfaVap, как полные третий, четвертый и шестой эффекты
    Пять пластинчатых выпарных теплообменников Alfa Laval AlfaVap, как полные третий, четвертый и шестой эффекты

    Наиболее наглядно пластинчатый теплообменник проявляет свои преимущества на стадии подогрева очищенного сока. Благодаря способности пластинчатого теплообменника намного эффективнее использовать тепло по сравнению с другими типами теплообменного оборудования, традиционная схема подогрева очищенного сока принципиально улучшена. Пластинчатый теплообменник дает возможность нагревать сок до температуры, отличающейся всего лишь на 1-2°С от температуры греющего пара. Типичная температурная программа подогрева сока перед выпаркой представлена следующим образом:
    Температура вторичного пара по корпусам, °С: 103 — 109 — 114 — 120 — 126
    Температура сока по ступеням подогрева, °С: 90 — 100 — 107 — 112 — 118 — 125

    Применение пластинчатых теплообменников уменьшает потребление ретурного пара на стадии выпаривания, практически, до нуля. Достигаемая экономия энергии позволяет полностью окупить стоимость оборудования за одну кампанию.

  • Выпаривание
    Девять ширококанальных теплообменников Alfa Laval для подогрева сырого сока
    Девять ширококанальных теплообменников Alfa Laval для подогрева сырого сока

    Применение пластинчатого выпарного аппарата позволяет экономить энергию и повышать эффективность выпарной станции. Процесс выпаривания в режиме восходящей пленки дает возможность иметь большее число ступеней при поддержании общей разности температур. Сокращение срока пребывания сока в аппарате уменьшает вероятность изменения цветности и количество инвертного сахара, т.е. позволяет получать в итоге более качественный сахар. Затраты на приобретение, монтаж и обслуживание пластинчатых выпарных аппаратов значительно ниже, чем для кожухотрубных. Для размещения пластинчатого выпаривателя требуется меньшая площадь. Оборудование имеет гибкую конфигурацию, т.е. пластинчатый выпарной аппарат можно перенастроить при изменении условий эксплуатации. При увеличении мощности выпарной станции, пластинчатый выпарной аппарат устанавливают параллельно существующему корпусу и используют в качестве усилителя. Поэтапно поверхность теплообмена усилителя увеличивают до необходимой для перехода в режим полного эффекта, а старый корпус выводят из эксплуатации.

  • Подогрев упаренного сока и кристаллизация
    Ширококанальные теплообменники Alfa Laval для подогрева сырого сока и сока 2-й карбонизации
    Ширококанальные теплообменники Alfa Laval для подогрева сырого сока и сока 2-й карбонизации

    Подогрев упаренного сока вторичным паром в обычном пластинчатом теплообменнике экономит энергию и улучшает условия последующего фильтрования. В противоположность кожухотрубному, пластинчатый теплообменник легко перенастраивается в случае изменения условий эксплуатации. При увеличении мощности, поверхность теплообмена увеличивают, добавляя дополнительные пластины в пакет. Экономичность процесса кристаллизации повышается при использовании конденсата или вторичного пара от последней ступени выпаривания, что дополнительно снижает потребление дорогого ретурного пара. Пластинчатый теплообменник эффективно обрабатывает высоковязкий сироп при охлаждении его для хранения и подогреве перед дальнейшей обработкой.

  • Другие области применения
    Обычный пластинчатый теплообменник применим для обработки вторичных продуктов, а также во вспомогательных операциях, таких как: растворение сахара, аффинация, обработка патоки, подогрев бойлерной воды, охлаждение смазочных масел, охлаждение турбинного масла, обработка сточных вод, конденсация пара низкого давления. Пластинчатый теплообменник является также хорошим выбором для производства спирта и крахмала.

Схема использования теплообменников Alfa Laval в производстве свекловичного сахара:

Для более детального рассмотрения схемы загрузите ее в отдельном окне
Схема использования теплообменников Alfa Laval в производстве свекловичного сахара (для более детального рассмотрения схемы загрузите ее в отдельном окне).

Преимущества пластинчатого теплообменника

  • Меньшие капиталовложения.
    Являясь более компактным, чем другие типы теплообменников, пластинчатый теплообменник содержит меньше материала, занимает меньшее пространство, не требует специального фундамента, прост в установке.
  • Простота обслуживания снижает его стоимость.
    Обслуживание пластинчатого теплообменника требует меньших затрат труда и времени. Его легко очистить химическим путем без разборки. Сто процентов поверхности пластин по обеим сторонам легко доступны для инспекции и чистки без необходимости отсоединения труб от теплообменника.
  • Компактность.
    Пластинчатый теплообменник в любом случае значительно компактнее кожухотрубного, предназначенного для выполнения той же задачи. Сервисное пространство не выходит за пределы объема рамы пластинчатого теплообменника.
  • Высокая тепловая эффективность при близком температурном приближении.
    Гофрирование пластин в виде «рыбьего скелета» обусловливает высокотурбулентный режим течения жидкостей в каналах теплообменника, что, в свою очередь, означает высокий коэффициент теплопередачи и уменьшение склонности к отложениям. Полный противоток обеспечивает температурное приближение (разность температур жидкостей на выходе) около 1°С.
  • Гибкость.
    Пластинчатый теплообменник можно быстро перенастроить, изменив количество пластин в пакете в пределах длины одной и той же рамы.
  • Меньший расход сред и малый внутренний объем оборудования.
    Идентичная геометрия каналов в комбинации с высоким коэффициентом теплопередачи позволяют уменьшить расход теплоносителя, стоимость труб, запорной арматуры, насосов.
  • Гигиена.
    Высоколегированная сталь и синтетический материал прокладок не загрязняют продукт.

В добавление к преимуществам обычного пластинчатого теплообменника, пластинчатый выпарной аппарат позволяет:

  • Избежать пригорания продукта.
    Восходящая пленка решает проблему увлажнения и обеспечивает нормальную работу при больших изменениях расхода и большего количества вторичного пара. Оборудование нормально функционирует даже при концентрации 75СВ и выше.
  • Повысить качество продукта.
    Малый внутренний объем обусловливает мягкую обработку среды, так как время пребывания среды в аппарате минимально.
  • Уменьшить общие затраты.
    Применение пластинчатых выпарных аппаратов снижает общие затраты, так как стоимость приобретения, монтажа и обслуживания их существенно меньше, чем кожухотрубных.
  • Повысить компактность, уменьшить вес, площадь поверхности теплопередачи.
    Высота стандартной модели — меньше 3 метров. Малая длина каналов и минимальная поверхность теплопередачи обусловливают меньший вес пластинчатого выпарного аппарата по сравнению с кожухотрубным.
  • Уменьшить загрязняемость и упростить обслуживание.
    Высокая турбулентность и малое количество застойных зон обеспечивают меньшую загрязняемость пластинчатых выпарных аппаратов. При возникновении загрязнений эффективна химическая мойка. Любой участок поверхности теплопередачи легко доступен для осмотра и чистки.
  • Эффективно работать при малой разности температуры.
    Способность пластинчатых выпарных аппаратов работать при малых разностях температуры позволяет увеличить число ступеней выпаривания без увеличения общей разности температуры для всей станции выпаривания.